CN102229706A - 一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法 - Google Patents

一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法 Download PDF

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郑超
李长彬
董小强
吕占美
刘卫国
刘刚
秦昌
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Abstract

本发明公开了一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：它是由下列原料按质量比混合反应制成：可发性酚醛树脂100份；固化剂8-15份；表面活性剂4-8份；填料20-50份；其制备过程是将上述原料按比例注入反应容器内，高速搅拌，混合均匀后转移至事先预热的模具内，在60～80℃和15～40kg/cm2压力下发泡，冷却，出模，即得到安全环保型酚醛泡沫。该方法，由于不使用易燃的氯氟烃、低碳烷烃以及其他低沸点的有机化合物作发泡剂，降低了生产成本，得到的酚醛泡沫质地均匀，孔径小，导热系数低，保温性能好，可广泛应用于外墙、屋面及空调风箱等保温材料中，显著提高了保温及防火性能。

Description

一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法
技术领域
本发明涉及酚醛泡沫的制造技术领域，具体的说是一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，该方法不使用氯氟烃、低碳烷烃以及其他低沸点的有机化合物作为发泡剂，生产工艺安全，环保。
背景技术
酚醛泡沫是由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料，被称为第三代新兴保温材料，是目前泡沫保温材料中发展最快的品种，被称为“保温之王”。与早期占市场主导地位的聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的优良胜能。由于其重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，难燃，自熄，低烟雾，耐火焰穿透，遇火无洒落物，价格低廉，是电器、仪表、建筑、石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温材料，因而受到人们的广泛重视。目前，酚醛泡沫已成为泡沫塑料中发展最快的品种之一，其消费量不断增长，应用范围不断扩大，国内外研究和开发都相当活跃，前苏联和东欧各国的公共建筑设计已广泛采用酚醛泡沫代替传统的聚合物及矿物为基础的隔热材料，英国，西欧及中东各国也指定建筑设计中优先选用酚醛泡沫作为隔热保温材料。
目前的酚醛泡沫是酚醛树脂在表面活性剂、发泡剂和固化剂的作用下混合反应制备而成的。用于酚醛泡沫塑料的发泡剂，有氯氟烃、低碳烷烃以及其他低沸点的有机合物等。其中氯氟烃不燃、无腐蚀性、化学性质稳定，是人们常用的发泡剂，但由于氯氟烃会破坏大气的臭氧层，所以已限制使用；氯化烃中以二氯甲烷最为常用，除了化学性质比较稳定以外，其发气量也高于氯氟烃发泡剂；低沸点烷烃及醚类，酮类等也可作发泡剂用，工业上常用脂肪族烷烃C4-C7的混合物。其不足之处在于：虽然这种发泡剂价格低，但其最大的缺点是易燃，使用时的生产现场应特别注意防火。
发明内容
本发明的目的是提供一种不使用易燃的氯氟烃、低碳烷烃以及其他低沸点的有机化合物作发泡剂，能降低生产成本，提高安全性的安全环保型酚醛泡沫的制备方法。制备酚醛泡沫用的可发性树脂是以碳酸盐为催化剂，在发泡过程中和固化剂作用均匀释放出CO2，在酚醛泡沫的生产过程中可以起到发泡剂的作用。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：它是由下列原料按质量比混合反应制成：
可发性酚醛树脂：100份；
固化剂：        8-15份；
表面活性剂：    4-8份；
填料：          20-50份；
其制备过程是将上述原料按比例注入反应容器内，高速搅拌，混合均匀后转移至事先预热的模具内，在60～80℃和15～40kg/cm2压力下发泡，冷却，出模，即得到安全环保型酚醛泡沫；
所述的可发性酚醛树脂，由甲醛和苯酚按摩尔比1∶1.6～2.4混合，在碳酸盐催化剂作用下，控制温度在70℃反应1小时，80℃反应2小时，用甲酸调节反应液使pH值为7.00，再进行真空脱水得到粘度3000～5000mPa·s的可发性酚醛树脂。
本发明还通过如下措施实施：所述的固化剂为磷酸、草酸、硝酸、甲苯磺酸、苯磺酸和石油磺酸的一种或者两种。
所述的表面活性剂是吐温-80和DC-193的一种或两种。
所述的填料为膨胀珍珠岩、滑石粉、尼龙66、Al(OH)3、CaCO3和Mg(OH)2的一种或两种。
所述的碳酸盐催化剂为K2CO3和Na2CO3的一种或两种。
本发明的有益效果在于：由于不使用易燃的氯氟烃、低碳烷烃以及其他低沸点的有机化合物作发泡剂，降低了生产成本，同时制备过程简单易行，重复性好，生产工艺安全、环保，得到的酚醛泡沫质地均匀，孔径小，导热系数低，保温性能好，可广泛应用于外墙、屋面及空调风箱等保温材料中，显著提高了保温及防火性能。
具体实施方式
实施例1：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和130份甲醛混合均匀，加入6.5份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度5000mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，苯磺酸：10份，吐温-80：8份，填料Al(OH)3：20份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到60℃的模具内，在15kg/cm2条件下发泡20min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例2：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和140份甲醛混合均匀，加入6.8份K2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度4500mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，磷酸：15份，吐温-80：6份，尼龙66：12份，膨胀珍珠岩：28份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到70℃的模具内，在15kg/cm2条件下发泡20min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例3：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和150份甲醛混合均匀，加入7份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度3500mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，草酸：12份，吐温-80：4份，MgOH)2：50份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到75℃的模具内，在25kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例4：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和150份甲醛混合均匀，加入7份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度3000mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，硝酸：12份，DC-193：6份，尼龙66：25份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到80℃的模具内，在30kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例5：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和130份甲醛混合均匀，加入6.5份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度3500mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，石油磺酸：11份，DC-193：7份，MgOH)2：25份，CaCO3：15份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到75℃的模具内，在20kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例6：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和134份甲醛混合均匀，加入6.6份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度3800mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，苯磺酸：12份，磷酸：3份，吐温-80：6份，滑石粉：25份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到70℃的模具内，在25kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例7：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和140份甲醛混合均匀，加入6.8份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度3800mPa·s的可发性酚醛树脂3
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，苯磺酸：12份，吐温-80：6份，膨胀珍珠岩：35份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到75℃的模具内，在35kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例8：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和130份甲醛混合均匀，加入6.5份Na2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度4000mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，苯磺酸：12份，草酸：2份，吐温-80：6份，DC-193：2份，Mg(OH)2：5份，膨胀珍珠岩：15份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到73℃的模具内，在40kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。
实施例9：
1、可发性酚醛树脂的合成：100份苯酚和130份甲醛混合均匀，加入3.5份Na2CO3，3份K2CO3，在70℃反应1小时，80℃反应2小时，加入甲酸调至反应液pH＝7.00，计算出水量，真空脱水得到粘度4000mPa·s的可发性酚醛树脂。
2、酚醛泡沫的制备方法：可发性酚醛树脂：100份，甲苯磺酸：8份，吐温-80：5份，Mg(OH)2：5份，膨胀珍珠岩：15份，将各组分在反应釜内高速搅拌5min，混合均匀，迅速转移至预热到73℃的模具内，在40kg/cm2条件下发泡30min，将发泡好的模具打开，即得到模压成型的酚醛泡沫绝热板材制品。

Claims (5)

1.一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：它是由下列原料按质量比混合反应制成：
可发性酚醛树脂：100份；
固化剂：        8-15份；
表面活性剂：    4-8份；
填料：          20-50份；
其制备过程是将上述原料按比例注入反应容器内，高速搅拌，混合均匀后转移至事先预热的模具内，在60～80℃和15～40kg/cm2压力下发泡，冷却，出模，即得到安全环保型酚醛泡沫；
所述的可发性酚醛树脂，由甲醛和苯酚按摩尔比1∶1.6～2.4混合，在碳酸盐催化剂作用下，控制温度在70℃反应1小时，80℃反应2小时，用甲酸调节反应液使pH值为7.00，再进行真空脱水得到粘度3000～5000mPa·s的可发性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为磷酸、草酸、硝酸、甲苯磺酸、苯磺酸和石油磺酸的一种或者两种。
3.根据权利要求1所述的一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂是吐温-80和DC-193的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：所述的填料为膨胀珍珠岩、滑石粉、尼龙66、Al(OH)3、CaCO3和Mg(OH)2的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种安全环保型酚醛泡沫的制备方法，其特征在于：所述的碳酸盐催化剂为K2CO3和Na2CO3的一种或两种。
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